高职院校项目教学法在PLC课程教学中的应用

王晓娟

摘 要：针对PLC课程的实践性、应用性强的特点，采用“项目导向，任务驱动”的项目式教学，从教学内容、教学组织、考核方法等方面对PLC课程项目教学法进行了探讨，项目教学法的实施，有效提高了学生的实践动手能力、分析问题和解决问题的能力，实现理论实践一体化，较好地提高了教学效果与教学质量。

关键词：项目教学 PLC课程 教学设计

PLC（可编程控制器）被广泛地应用于机电一体化、工业自动化控制等各个领域，PLC课程已成为高职院校的机电、电气类等专业的核心课程，地位极其重要。有别于传统的课程教学，PLC课程的实践性、应用性较强，同时，由于PLC指令多而抽象，学习能力弱是目前高职学生整体的特点，大多数学生在学习过程中学了后面的就忘了前面的，对各指令的功能学习有限，不能正确理解与应用，学生主动性、积极性差，出现理论实践严重脱节的现象。因此，恰当的教学法是高职PLC课程教学中关注的重要课题。笔者在目前教学改革的背景下，经过几年的教学改革实践，在PLC课程中采用“项目导向，任务驱动”的项目式教学，由教师设置教学情境，学校提供教学环境，学生跟随任务流程，通过师生共同完成学习项目和学习任务，让学生成为教学的主体，有效提高了学生实践动手能力、分析问题和解决问题的能力，对教学效果与教学质量的提高有显著的作用。因此，项目教学法应用在PLC课程教学中具有十分重要的现实意义。

一、PLC课程教学中项目教学法的意义

“项目教学”是以实践为导向、师生共同实施一个完整的项目工作而进行的教学活动。其实质是选用可以动手的工程实例项目，为学生创建学习情景，学生通过对实际项目的认识、了解与动手完成，学习并掌握相关的理论知识和实践技能。

项目教学先由教师明确项目目标、项目任务，演示每个项目的结果，使学生对所学知识及应用有初步认识，然后讲授完成项目需要的理论知识，项目需要用到的理论知识避免长篇大论、过度深奥，应按需讲解，其他内容可作为学生自学知识少讲或不讲。最后，由学生分组完成动手操作。在项目任务驱动下，学生能够自主、自由进行学习，主动克服、处理项目中出现的问题，促使学生从“要我学习”向“我要学习”转变。学生厌学得到了极大的改善，同时培养学生的创新能力、认真负责的工作态度和一丝不苟的工作作风。

笔者对5年的PLC教学予以总结：传统的教学方法中，老师先讲解指令，然后举例指令应用，最后由学生到实验室验证。通常学生到实验室后，不知从何入手，即使做出实验结果，也对所学内容不知有何实际用途，很难建立理论与实践连接的桥梁。因此，传统教学模式中理论与实践严重脱节，使得理论教学的效果难以得到巩固。几堂课过后学生失去了学习兴趣。在逐步尝试PLC课程项目教学法后，将实际的工程项目作为学生学习的任务，驱动学生在学习过程中运用专业知识，分析和解决项目工程中遇到的实际问题，提高综合能力，实现理论与实践相结合的一体化教学，有效提高教学质量和教学效果。

二、项目教学法在PLC课程中的实施

项目教学法关键之处在于教学过程中项目的选择和确定。项目的选择要以教学目标为方向，以教学大纲为依据，以书本的知识为基础，以创新为开拓空间，同时要满足项目之间层层递进的关系，注意项目间知识点的紧密相连，而且能够充分体现实际工程情况。这样学生对知识的掌握也是层层递进，由易到难，使得学生在掌握基本的理论知识后能及时应用到实践中去，同时还可以运用学过的知识发挥创新，有效激发学生的学习兴趣。

1.项目设计

高职院校PLC课程的项目设计要以课程的知识目标和能力目标为出发点。既要符合教学大纲要求，同时要保持PLC知识的系统性与完整性，又要符合企业和岗位技能需求，具有针对性，进而实现培养学生学习的能力、分析问题和解决问题的能力及沟通协作的能力。为了提高学生的学习兴趣，我们围绕日常生活，由浅入深地将PLC课程教学内容从易到难，由浅入深设置了以下几个项目。

项目一 基础知识，主要介绍常用低压电器的工作原理和使用方法，及PLC的基础知识。

项目二 PLC基本指令应用，主要介绍PLC基本指令及PLC实现基本电气控制线路方法。

项目三 顺序控制系统设计方法及其应用，主要介绍顺序控制系统设计方法和步进指令。

项目四 模块4为S7-200功能指令及其应用，主要介绍常用功能指令及应用。

项目五 为PLC的功能模块与通信。

任务有时也被称为子项目。为了使学生能系统充分掌握PLC的知识点，在每个大项目下，分若干子项目，子项目的设置也要遵循由简到繁、循序渐进的方式，每个子项目的针对性要强，同时也要充分体现相应的知识点和相关能力的培养。例如在项目三顺序控制系统设计方法及其应用中，设有子项目任务：（1）运料小车自动往返；（2）十字路口交通灯控制；（3）大小球分拣PLC控制系统；（4）机械手PLC控制系统。子项目1、2、3分别由易到难地设置了顺序控制系统基本知识，单序列、并行序列、选择序列三种控制方式的知识点，最后由机械手控制系统体现顺序控制系统的综合应用，学生在前三项任务胜任后，可以顺利完成机械手的控制，进一步增强学生的学习兴趣和自信心。

2.项目实施

在任务实施阶段，学生是活动的主体， 教师主要是创设学习情境，营造学习氛围，提供帮助与咨询，引导教学过程顺利进行。坚持项目导向、任务驱动的教学思路，按照“任务目标-任务描述-相关知识-任务实施-技能考评-任务拓展”的顺序组织教学，实现完整的“教、学、做”一体化。以项目三中的任务“运料小车的自动往返控制”为例，介绍教学活动组织过程。

（1）项目准备

任务目标

项目教学进行初期，由教师明确本次项目的任务目标，直接决定本次任务的教学方向，是完整项目顺利进行的核心，在“运料小车的自动往返控制”任务中，任务目标是：①掌握顺序功能图的含义及画法；②掌握单序列顺序功能图的画法；③掌握将单序列顺序功能转化为梯形图。endprint

任务描述

由于本次任务目标是顺序控制设计法相关知识，所以选择运料小车的自动往返作为任务目标的载体最能突出顺序控制的特点，同时符合单序列控制的目标要求。任务要具体描述运料小车自动往返的工作过程，细致分析运料小车的工作方式，每一步对应的控制要求、动作要求。这一阶段的重点是要求学生按运料小车的工作过程和控制要求画出工作流程图，顺序功能图是从工作流程图演变而来的。

相关知识

相关知识即顺序功能图知识的学习，这时学生运用顺序控制设计法实现运料小车自动往返控制的理论基础，学习的内容包括顺序功能图的组成、结构类型、顺序功能图与梯形图的对应关系、根据顺序功能图画梯形图的方法等。

在项目准备阶段，教学活动的主体是教师，教师对任务目标、任务描述及相关知识进行讲授，以确保知识系统的完整性。在这一阶段，笔者充分利用学校提供的实验实训场地和多媒体教室，对学生进行现场教学和多媒体动画演示，增加了授课的直观性，使得PLC控制任务趣味化，有效地激发学生学习的兴趣。

（2）项目实施

首先学生按4人一组，详细分析小车运料自动往返的控制要求，根据控制要求确定PLC控制系统的I/O分配表、输入输出所需的电器元件、电气控制系统的主电路，PLC控制系统的外部接线图，绘制运料小车自动控制顺序功能图，对PLC控制程序进行初步设计，上述任务由学生分组完成，教师主要负责任务的布置，并为学生提供疑难解答。

然后学生对任务的结果进行现场汇报，由教师对其结果检查评价。在这一阶段的教学活动中，教师和学生共同参与，以讨论的方式进行，着重对比使用项目二的编程方案和顺序控制编程方案。项目二中的编程方法基于电气控制原理，在运料小车控制系统同样可以完成控制任务，但需要学生有较强的逻辑思维和熟练的电气控制原理图设计，使用此方法设计梯形图时，虽然程序较长，但逻辑关系清晰，程序也易于按模式编写，大大增加了学生的编程兴趣。在任务实施过程中，教师应鼓励和肯定学生的每一种方案和程序设计，即使不完整或有明显的错误。本阶段师生互动的主要目的在于确定方案、完善程序。

最后程序输入与调试。学生分组上机操作，教师检查每组操作结果并给出意见和建议，在基本任务完成后，学生进入下一环节的活动，设计运料小车多功能的控制系统例如增加手动控制、单步控制、单周期控制等环节。上机操作完成后，学生在课外完成任务报告。

在任务实施阶段，教师参与讨论，及时了解学生对项目认识的程度，并辅导学生在设计的过程中掌握设计一个顺序控制系统的基本步骤、编程的思路及需要注意的问题，如何调试程序等。

三、项目评价

项目评价是项目教学中的一个重要环节，项目评价分为自我评价（30%）、各组评价（40%）和教师评价（30%）三部分，通过现场演示及报告会的形式进行，教师对每组进行点评，最后由各组长进行总结发言。有效的项目评价可以使得学生在评价过程中相互学习，同时锻炼学生语言表达、总结归纳、协调合作能力，教师可以清楚地了解学生对相关知识点的掌握情况，及时把握项目设计方向和进度。

四、结束语

PLC课程的项目教学以项目为单位，以典型的任务为载体，贯彻项目导向、任务驱动的思想。按教学活动顺序的每一个环节让学生学到相关的理论知识和专业技能，有效地将理论知识和实践技能相结合，实现“教、学、做”一体教学活动。通过项目教学，学生能较好地掌握PLC应用技术，达到了预期的学习效果，提高了学生学习的主动性和积极性。

本文受内蒙古自治区高等学校科学研究项目基金（项目编号：NJZC13349）资助

参考文献：

[1]姚庆文，丁辉.PLC课程的项目教学设计与实践.常州轻工职业技术学院学报，2009（2）

[2]李莹，冯小玲.项目法在高职PLC教学中的应用.职教论坛，2012（2）

[3]张新军，崔艳艳.项目教学法在PLC教学中的应用.济源职业技术学院学报，2010（9）

[4]刘庆华.PLC课程的项目教学法.机械职业教育，2006（2）endprint